Künstliche Intelligenz: Tod vorhersagen
Sa., 15. Okt. 2022
London — Britische Forscher haben über den Einsatz einer durch künstliche Intelligenz (KI) unterstützten Bildgebung der Netzhaut zur Vorhersage von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Tod berichtet, ohne dass Bluttests oder Blutdruckmessungen erforderlich sind.
Die Forscher, die das System kürzlich im British Journal of Ophthalmology beschrieben haben, erklärten, dass es Bilder des Venen- und Arteriennetzes der Netzhaut verwendet, um die Sterblichkeit von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzinfarkten und Schlaganfällen zu bewerten.
Obwohl weitere Beweise für die Anwendbarkeit und den Nutzen des Verfahrens erforderlich sind, könnte es die Entwicklung eines nicht-invasiven Tests ermöglichen, um Menschen mit einem mittleren bis hohen Risiko für Kreislauferkrankungen zu untersuchen, so die Forscher.
“Ein natürlicher Fortschritt unserer Arbeit wäre die Durchführung einer klinischen Studie, um den Nutzen im Hinblick auf Veränderungen bei den Gesundheitsergebnissen wie Herzinfarkten, Schlaganfällen und der Sterblichkeit zu bewerten, bevor ein solches System für die Implementierung in einem Gesundheitsumfeld in Betracht gezogen würde”, sagte Alicja Rudnicka, die Hauptautorin der Studie und Professorin an der University of London, in einem E‑Mail-Interview.
Rudnicka fügte hinzu, dass die Methode auf einen ungedeckten Bedarf in Großbritannien eingeht, wo die Teilnahme an kardiovaskulären Risikovorsorgeuntersuchungen gering ist.
“Ein kostengünstiger, leicht zugänglicher, nicht-invasiver Screening-Test in der Bevölkerung zur Förderung der klinischen Risikobewertung … wird höchstwahrscheinlich dazu beitragen, den krankheitsfreien Status in einer immer älter werdenden Bevölkerung mit zunehmenden Komorbiditäten zu verlängern und die mit lebenslangen Gefäßerkrankungen verbundenen Gesundheitskosten zu minimieren”, fügte sie hinzu.
Kreislauferkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, koronare Herzkrankheiten, Herzinsuffizienz und Schlaganfall sind weltweit die Hauptursachen für Krankheit und Tod. Es gibt zwar mehrere Risikokonzepte, aber Ärzte haben immer noch Schwierigkeiten, damit zu erkennen, wer diese Krankheiten entwickeln oder daran sterben wird.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass enge Netzhautarteriolen eindeutig mit höherem Blutdruck (BP), Bluthochdruck und dem Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden sind”, schreiben die Forscher.
“Prospektive Assoziationen beruhen weitgehend auf der retinalen Gefäßweite mit Mortalität, Schlaganfall und [koronarer Herzkrankheit] (bei Frauen, nicht bei Männern), und zwar in begrenzten Messbereichen der Netzhaut”, so die Studienautoren, und fügten hinzu: “Die Messungen sind oft nicht automatisiert und erfordern die Mitwirkung des Bedieners, was die Anwendung auf große Bevölkerungsgruppen einschränkt.
Der automatisierte KI-gestützte Algorithmus des britischen Teams heißt QUantitative Analysis of Retinal vessels of Topology and siZe, oder QUARTZ. In der Studie nutzten sie QUARTZ, um Modelle zu entwickeln, die das Potenzial der Bildgebung der Netzhautgefäße zur Vorhersage von Gefäßgesundheit und Tod bewerten.
Sie wendeten den Algorithmus auf 88.052 Teilnehmer der UK Biobank im Alter zwischen 40 und 69 Jahren an und untersuchten insbesondere die Breite, die Gefäßfläche und den Grad der Krümmung (Tortuosität) der Arteriolen und Venolen in der Netzhaut, um Vorhersagemodelle für Schlaganfall, Herzinfarkt und Tod durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu entwickeln.
Das Team wendete diese Modelle anschließend auf die Netzhautbilder von 7.411 Teilnehmern im Alter von 48 bis 92 Jahren aus der European Prospective Investigation into Cancer (EPIC)-Norfolk-Studie an.
Die Leistung von QUARTZ wurde auch mit dem weit verbreiteten Framingham-Risiko-Score-System verglichen.
Der Gesundheitszustand aller Teilnehmer wurde über einen Zeitraum von durchschnittlich sieben bis neun Jahren verfolgt. In dieser Zeit gab es 327 Todesfälle durch Kreislauferkrankungen bei 64 144 Teilnehmern der UK Biobank (Durchschnittsalter 56) und 201 Todesfälle durch Kreislauferkrankungen bei 5 862 Teilnehmern der EPIC-Norfolk-Studie (Durchschnittsalter 67).
Bei Männern erwiesen sich die arterioläre und venöse Breite, die Tortuosität und die Breitenvariation als wichtige Prädiktoren für den Tod durch eine Kreislauferkrankung. Bei den Frauen trugen die arterioläre und venöse Fläche und Breite sowie die venöse Tortuosität und Breitenvariation zur Risikovorhersage bei.
Obwohl das System vielversprechend ist, räumte das Team die Grenzen der Studie ein. Die von ihnen ausgewählte Population führte einen gesünderen Lebensstil als andere geografisch ähnliche Altersgruppen, und die Bevölkerung war überwiegend weiß.
"Eine Bestätigung der Modellleistung in anderen Kohorten mit höheren CVD-Raten und in anderen (insbesondere nicht-weißen) ethnischen Gruppen wäre aufschlussreich", schreiben sie.
